+
T.C.
SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
SIVI AHIR GÜBRESİ DAĞITMA MAKİNALARINDA FARKLI UYGULAYICILARIN AZOT KAYBI VE
MISIR VERİMİNE ETKİSİ
Osman ÖZBEK
DOKTORA TEZİ
TARIM MAKİNALARI Anabilim Dalı
16/06/2011
KONYA Her Hakkı Saklıdır
TEZ BİLDİRİMİ
Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.
DECLARATION PAGE
I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results that are not original to this work.
Osman ÖZBEK 16/06/2011
iv
ÖZET DOKTORA TEZİ
SIVI AHIR GÜBRESİ DAĞITMA MAKİNALARINDA FARKLI UYGULAYICILARIN AZOT KAYBI VE MISIR VERİMİNE ETKİSİ
Osman ÖZBEK
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Mustafa KONAK
2011, 95 Sayfa Jüri
Prof. Dr. Mustafa KONAK Prof. Dr. Kazım ÇARMAN Prof. Dr. Cevdet ŞEKER
Prof. Dr. Cevat AYDIN Doç. Dr. Ahmet Kamil BAYHAN
Bu çalışmada, farklı uygulayıcılar ile sıvı ahır gübresi uygulamasının, amonyak azotu kaybı, mısır verimi ve verim parametreleri üzerine etkileri ortaya konulmuştur. Ayrıca çalışma kombinasyonlarına ait çeki kuvveti ve yakıt tüketimi değerleri de ölçülerek uygun çalışma kombinasyonları belirlenmiştir. Denemelerde prototip bir sıvı gübre enjeksiyon makinesi kullanılmıştır. Test bitkisi olarak Bora hibrit at dişi mısır çeşidi yetiştirilmiştir. Deneme tesadüf parselleri deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak tertip edilmiş ve 2 yıl süreyle (2007 ve 2008) tarla denemesi olarak yürütülmüştür. Bu amaçla denemeler, sıvı ahır gübresi dağıtma makinesine ait üç farklı ayak tipi (kazayağı-I, kazayağı-II ve dar uçlu) ve üç faklı enjeksiyon derinliği (5, 12.5 ve 20 cm) kombinasyonları ile kontrol ve mineral gübre parsellerinden oluşmaktadır.
Bu çalışmayla sıvı ahır gübresinin toprağa enjeksiyon şeklinde uygulanması yapılmış ve uygulamalardan meydana gelen azot kayıpları %4.7 - 11.9 arasında değişim gösterirken, amonyak azotu kaybını etkileyen önemli unsurlardan olan risk faktörü (Fr) 10 - 41.5 mm arasında ve risk faktörüne bağlı olarak hesaplanan gübre buharlaşma indeksi (Im) de %10...83 arasında değişim gösterdiği tespit edilmiştir. Sıvı ahır gübresi dağıtma makinesine ait çeki kuvveti gereksinimi bir ayak için 146.94 - 397.61 daN ve yakıt tüketimi ise 3.00 - 6.32 l h-1 arasında değişmiştir.
Araştırmada iki yılın ortalaması olarak en yüksek tane verimi 15310 kg ha-1 ile kazayağı-I ayak tipiyle ve 20 cm enjeksiyon derinliği olan sıvı ahır gübresi uygulamasından elde edilmiştir.
Henüz ülkemizde yeterince kullanım alanı bulunmayan sıvı ahır gübresi dağıtma makinelerinin, kazayağı-I ayak tipiyle ve 12.5 cm ve daha büyük enjeksiyon derinliklerinde (A1D2 ve A1D3) başarıyla kullanılabileceği saptanmış ve sıvı ahır gübresinden faydalanma koşulları ortaya konulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Amonyak azotu kaybı, çeki kuvveti, gübre buharlaşma indeksi, mısır verimi, risk
v
ABSTRACT Ph.D THESIS
EFFECT ON AMMONIA LOSSES AND MAIZE YIELD OF DIFFERENT APPLICATORS ON LIQUID MANURE DISTRIBUTION MACHINES
Osman OZBEK
Selcuk University Science Institute Department of Agriculture Machinery
Advisor: Prof. Dr. Mustafa KONAK 2011, 95 Pages
Jury
Prof. Dr. Mustafa KONAK Prof. Dr. Kazım ÇARMAN Prof. Dr. Cevdet ŞEKER
Prof. Dr. Cevat AYDIN
Assoc. Prof. Dr. Ahmet Kamil BAYHAN
In this study, the effects of manure application on ammonia losses, maize yield and yield parameters with different applicator were determined. In addition, the work combination of fuel consumption and the draft force values were determined by measuring the appropriate combinations of work. Prototype liquid manure injection machinery was used in the experiments. The Bora hybrid maize variety was used as a crop material on experiments. The experiment was established according to randomized plot design with three replications on 2007 and 2008 in the field. The experiments was composed the plots where the liquid manure was injected to three different depths with three different liquid manure injection tools (sweep type-I, sweep type-II and narrow point) , chemical fertilized plots and the control plots.
In this study, the liquid manure was injected to the soil by different methods and the ammonia losses were ranged between 4.7% and 11.9% depending on methods. The risk factor that mainly affects ammonia losses (Fr) was ranged between 10mm and 41.5mm. The manure liquid exposure index that is calculated depending on risk factor (Im) was changed between 10% and 83%. The draft force requirement of liquid manure injection machine was determined between 146.94 daN and 397.61 daN for per injection tools. The fuel consumption of the machine was determined between 3.00 and 6.32 l ha-1.
The average maximum grain yield by two years was obtained with 15310 kg ha-1 from the plots where liquid manure was injected with sweep type - I to 20 cm depth.
It was found that the liquid manure injection machinery not common in Turkey can be used successfully with sweep type-I and 12.5 cm - 20 cm injection depths (A1D2 and A1D3). The utilizing conditions of liquid manure were brought up with this study.
Keywords: ammonia losses, draft force, fuel consumption, liquid manure, maize yield, manure exposure
vi
ÖNSÖZ
Bu çalışmamın yürütülmesinde yardımlarından, teşviklerinden ve anlayışından dolayı tez danışmanım Prof. Dr. Mustafa KONAK’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Tezimin her aşamasında yardımlarını gördüğüm tez izleme komitesi üyeleri Prof. Dr. Kazım ÇARMAN ve Prof. Dr. Cevdet ŞEKER hocalarıma, denemelerin yürütülmesinde yardımlarını esirgemeyen Öğr. Gör. Ergün ÇITIL’a, çalışma süresince yardımlarını gördüğüm Tarım Makinaları Bölümü Öğretim Üyesi hocalarıma ve Araştırma Görevlisi arkadaşlarıma sonsuz teşekkür ederim.
Osman ÖZBEK KONYA-2011
vii İÇİNDEKİLER ÖZET ... iv ABSTRACT ... v ÖNSÖZ ... vi İÇİNDEKİLER ... vii 1. GİRİŞ ... 1 1.1. Sıvı Ahır Gübresi ... 4
1.2. Sıvı Ahır Gübresi Uygulama Sistemleri ... 4
2. KAYNAK ARAŞTIRMASI ... 7
2.1. Makine ile İlgili Çalışmalar ... 7
2.2. Verim ile İlgili Çalışmalar ... 10
2.3. Amonyak Kaybı ile İlgili Çalışmalar ... 12
2.4. Çeki Kuvveti ile İlgili Çalışmalar ... 16
3. MATERYAL VE METOT ... 18
3.1. Materyal ... 18
3.1.1. Deneme arazisi ... 18
3.1.2. İklim özellikleri ... 18
3.1.3. Araştırmada kullanılan bitki materyali ... 19
3.1.4. Denemede kullanılan materyaller ... 19
3.1.5. Araştırmada kullanılan sıvı ahır gübresi dağıtma makinesi ve teknik özellikleri ... 20
3.1.6. Toprak özellikleri ... 21
3.1.7. Toprak hazırlığı ve ekimde kullanılan makinelere ait özellikler ... 22
3.1.8. Araştırmada kullanılan ölçü cihazları ... 22
3.2. Metot ... 23
3.2.1. Makineye ait bazı çalışma karakteristiklerin belirlenmesi ... 24
3.2.1.1. Sıvı ahır gübresi dağıtma makinesinin besleme debisinin belirlenmesi 24 3.2.1.2. Makineye ait dağılım düzgünlüğünün belirlenmesi ... 24
3.2.1.3. Makineye ait yakıt tüketimi, çeki kuvveti ve tork gereksiniminin belirlenmesi ... 25
3.2.2. Toprağa ait bazı özelliklerin belirlenmesi ... 27
3.2.2.1. Toprağın batma direncinin belirlenmesi ... 27
3.2.2.2. Yüzey düzgünsüzlüğünün belirlenmesi ... 28
3.2.2.3. Toprağın kesilme direncinin belirlenmesi... 29
3.2.2.4. Tekstür tayini ... 30
3.2.2.5. Hacim ağırlığı ... 30
3.2.3. Toprak hazırlığı ve bitki ekimi ... 30
3.2.4. Bitki örneklerinde yapılan analizler ... 31
3.2.4.1. Tane verimi ... 31
viii
3.2.4.3. Koçan çapı... 31
3.2.4.4. Koçanda tane sayısı ... 31
3.2.4.5. Koçanda tane ağırlığı ... 31
3.2.4.6. Tane/koçan oranı ... 32
3.2.4.7. Bin tane ağırlığı ... 32
3.2.5. Verim parametrelerinin belirlenmesi ... 32
3.2.6. Gübre uygulaması ... 33
3.2.7. Sıvı ahır gübresi uygulaması sonrası amonyak azotu kaybının belirlenmesi 33 3.2.8. Yararlı faktör ve risk faktörlerinin belirlenmesi ... 34
3.2.9. Denemelerin düzenlenmesi ve bulguların değerlendirilmesi ... 36
4. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA ... 38
4.1. Makineye Ait Bazı Çalışma Karakteristikleri ... 38
4.1.1. Sıvı ahır gübresi dağıtma makinesine ait pompa debisi ... 38
4.1.2. Makineye ait dağılım düzgünlüğü ... 38
4.1.3. Çeki kuvveti - tork gereksinimleri ve yakıt tüketimi ... 39
4.2. Uygulamaların Toprak Yüzeyinden Meydana Gelen Amonyak Azotu (NH3-N) Kayıplarına Etkisi ... 42
4.3. Risk Faktörüne (Fr) Bağlı Gübre Buharlaşma İndeksi (Im) Sonuçları ... 48
4.4. Verim ve Verim Parametreleri Sonuçları ... 54
4.4.1. Verim parametreleri sonuçları ... 54
4.4.2.Tane verimi ... 55
4.4.3. Bitki boyu ... 59
4.4.4. Koçan çapı ... 62
4.4.5. Koçanda tane sayıları ... 65
4.4.6. Koçanda tane ağırlıkları ... 68
4.4.7. Bin tane ağırlıkları ... 71
5. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 76
6. KAYNAKLAR ... 79
7. EKLER ... 90
1. GİRİŞ
Yirminci yüzyılın ortalarında dünyanın karşı karşıya kaldığı en önemli sorun, artan dünya nüfusu karşısında insanlara yeterli miktarda ucuz gıda sağlanamaması idi. Bu sorunu çözmek üzere tarım politikaları, bitkisel üretimde birim alandan daha fazla verimin elde edilmesi ve bunun için yüksek verimli çeşitlerle mono kültür üretim ve su başta olmak üzere girdi kullanımının yoğunlaşması hedeflenmiştir. Bu girdiler arasında büyük bir paya sahip olan gübreleme, geçmişte olduğu gibi gelecekte de tarımın en önemli girdilerinden olacaktır. Mevcut durum dikkate alındığında birim alandan verim artışı ancak gübrelemeyle sağlanabilmektedir. Ancak gübreleme genellikle tek yönlü olarak kimyasal gübrelerle yapılmaktadır. Yoğun olarak yapılan kimyasal gübrelemenin ürün artışı veya verim açısından avantajları olmasına rağmen, toprak ve çevre bakımından da ciddi manada dezavantajları bulunmaktadır.
Ülkemizde 1970’li yıllardan günümüze kadar yoğun olarak yapılan tek yönlü kimyasal gübreleme sonucu topraklarımız organik madde açısından oldukça fakirleşmiştir (<%1). Ayrıca bir çalışmaya göre topraklarımızın yaklaşık 1.5 milyon hektarında (Dinç ve ark., 1993), başka bir çalışmaya göre 2-2.5 milyon hektarında (Munsuz ve ark., 2001) tuzluluk problemi bulunduğu ifade edilmektedir. Orta Anadolu Bölgesinde toprakların organik madde içerikleri %2’nin hatta %1’in altına düşmüştür (Şeker ve Karakaplan, 1999; Gezgin ve ark., 2002). Kimyasal gübreler bitkilere sadece besin maddeleri ihtiyacını karşılamak için verilirken, ahır gübresinin diğer bir yararı da toprağın fiziksel yapısını iyileştirerek verimliliğin devamını sağlamaktır. Ahır gübresi; toprağın su tutma kapasitesini arttırması, suyun toprak yüzeyinde bağımsızca akmasına, buharlaşmasına engel olması, zerreleri birbirine yapıştırarak toprağın su ve rüzgâr erozyonuna dayanmasına katkıda bulunması, toprağın kolay tava gelmesini sağlaması, işlenmesini kolaylaştırması ve toprak ısısını bitki gelişmesine uygun duruma getirmesi gibi toprağın niteliklerine olumlu etkilerde bulunur. Toprağa uygulanan ticari azotlu gübreler (bilhassa amonyum nitrat gübresi) sulama ve yağış suları ile kolayca yıkanmaktadır. Buna karşılık ahır gübresi ise, organik artıklardan oluştuğundan, bitkininin ihtiyaç duyduğu bütün elementleri (azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum ve mikro elementler) içermekte olup, özellikle en önemli bitki besini olan azotun sürekli kaynağını oluşturmaktadır. Ahır gübresi ahır ve çiftlik avlularında biriken hayvan dışkıları (katı ve sıvı) ile yataklık saman ve ot kalıntılarının karışımından oluşur. Hayvan yeminde bulunan bitki besin maddelerinin yarısından fazlası dışkı ile gübreye
geçmesinden bu gübreler içerdikleri besin maddeleri bakımından bitki için zengin bir besin kaynağı olup tarımsal değeri oldukça yüksektir (Balsari ve ark. 2002).
Azotun bitkiler için büyük bir önem taşıdığı bilinmektedir. Azot, bitki gelişimi ve ürün verimi için vazgeçilmez bir bitki besin kaynağıdır. Azot kontrolü çok zor olan bir elementtir. Toprağa uygulandığında buharlaşma veya yıkanma gibi yollarla kaybolabilmektedir. Temel azot kayıp yollarından birisi azotun N2O, NH3 ve N2 gibi
gaz emisyonları şeklinde atmosfere uçmasıdır. Özellikle sıvı ahır gübresi uygulamalarında yoğun olarak karşılaşılan amonyak azotunun buharlaşarak atmosfere karışmasıdır. Sıvı ahır gübresi uygulamalarında uygulanan azotun yaklaşık %46’sı buharlaşarak atmosfere karışmaktadır (Phillips ve Pain 1998; Meisinger ve Jokela 2000). Bu sebeple pek çok araştırma sıvı ahır gübresi uygulamasında amonyak kaybını azaltmak üzerinde yoğunlaşmaktadır (Meisinger ve Jokela 2000). Uygun makine ve uygulama tekniği kullanılarak sıvı ahır gübresi uygulamasından meydana gelen kötü koku ve amonyak emisyonu yaklaşık %95 oranında azaltılabilmektedir (Phillips ve ark., 1988; Warner ve ark., 1991).
Çevresel boyutta düşünüldüğünde ahır gübreleri uygulamasında atmosfere salınan N2O miktarı ciddi boyutlara ulaşmaktadır. Özellikle sıvı ahır gübresinin toprağa
uygulanmasıyla atmosfere salınan N2O emisyonunun daha yüksek olduğu
belirtilmektedir (Paul ve ark., 1993). Bir sera gazı olan N2O’nun atmosferdeki miktarı
artması küresel ısınmaya sebep olmaktadır. Açığa çıkan N2O gazı atmosferde 100-175
yıl kadar kalabilmektedir (Anonymous, 2001). Yeryüzündeki toplam N2O salınımının
yıllık 30 milyon tonu bulduğu sanılmaktadır. Topraklara uygulanan hem kimyasal hem de organik gübrelerden yıkanma, gaz şeklinde buharlaşma vb. yollarla ortaya çıkan azot kayıpları ciddi bir tarımsal sorun olmakla beraber küresel ısınmaya katkıda bulunarak çevresel bir boyut kazanmaktadır. IPCC 2001 (Entegre Çevre Koruma ve Kontrol Örgütü) raporuna göre, küresel ısınmaya fosil yakıt kullanımı ve çimento üretimi %66, tarımsal faaliyetler %20 ve arazi kullanımındaki değişiklikler %14 gibi bir katkı sağlamaktadır. Yani tarımın küresel ısınmaya doğrudan ve dolaylı etkisi %34 gibi oldukça yüksek bir orandadır. FAO’nun verilerine göre 4 milyon tona yakın N2O, gerek
kimyasal gübrelerle ve gerekse hayvansal gübrelerle gübrelenen tarım topraklarından atmosfere salınmaktadır.
Son yıllarda fosil yakıtların fiyat artışına bağlı olarak kimyasal gübre maliyetleri de artmıştır. Ayrıca azotlu gübrelerin bahsedilen çevresel ve ekonomik etkilerinden dolayı, bitki besleme açısından azot etkiliğinin ve verim artışı için alternatif gübreler
(katı ve sıvı ahır gübresi, kompost gübreler, yeşil gübreler v.s.) kullanılabilir (Eghball 2002; Fageria and Baligar 2005). Bilindiği gibi, ülkemizde 2008 yılı sayımına göre, 10.859.942 adet büyük baş hayvan tespit edilmiştir (Anonim 2010). Büyükbaş hayvanların günlük gübre verimi 0,05 m3/BHB-gün olarak düşünüldüğünde ülkemizde günlük yaklaşık 550.000 m3 gübre potansiyeli bulunmaktadır. Bu değer küçümsenmeyecek bir miktardır. Tarımsal üretimde girdi bazında gübreleme çok büyük bir paya sahiptir. Toplam kimyasal gübre kullanımımız 2008 verilerine göre 7.5 milyon tondur (Anonim, 2010). Bu oranın yaklaşık 2-2.5 ton’u ithal edilmektedir. Kullanılan kimyasal gübrenin ülke ekonomisine maliyeti yıllık yaklaşık 2.5 milyar $’dır. Ülkemizde sadece büyükbaş hayvanlardan elde edilen gübrenin tarımda kullanılması durumunda, kimyasal gübre talebinin yaklaşık %65’lik bir kısmının karşılanabileceği, sadece sıvı gübrenin kullanılmasında ise toplam gübre kullanımının %42’lik bir kısmı karşılanabilmekte ve böylece ekonomiye yaklaşık 1 milyar $’lık ekonomiye katkı sağlanabilmektedir.
Ahır gübresinin bahsedilen avantajlarından ve ekonomik değerinden yararlanabilmek için, gübrenin tarlaya dağıtılması gerekmektedir. Gerekli mekanizasyon araçları olmadığı takdirde gübrenin tarlaya dağıtılması oldukça güç veya imkânsız bir hal almaktadır. Ülkemizde katı ve sıvı ahır gübresi dağıtma makinesi üreten imalatçı yok denecek kadar az ve buna bağlı olarak makine parkımız oldukça küçüktür. Özellikle sıvı ahır gübresi çiftçilerimiz tarafından henüz tanınmamakta ve yararları bilinmemektedir. Günümüzde özellikle sıvı ahır gübresi faydalanılmadan akarsu ve derelere akmaktadır. Bu durum çevre ve su kirliliği ile birlikte insan ve hayvan sağlığını da tehdit edici boyutlara ulaşmaktadır. Son yıllarda devlet tarafından yapılan teşviklere bağlı olarak kurulan ve sayıları giderek artan büyük hayvancılık işletmelerin avlularında biriken ve tarlaya ulaştırılamayan ahır gübresi hem işletmeler için büyük sıkıntı olmakta hem de ciddi bir ekonomik kayıp haline gelmektedir.
Mısır çok yönlü kullanım alanı, geniş adaptasyon kabiliyeti ve yüksek verim potansiyeli nedeniyle her bölgemizde tarımı yapılan bir türdür. Mısır bitkisinin ülkemizde yaklaşık 600.000 ha alanda ekimi yapılmaktadır. Üretim miktarı bakımından 4.250.000 ton ile tahıllar içerisinde buğday ve arpadan sonra üçüncü sırada yer almaktadır (Anonymous, 2009). Mısır bitkisinin ana besin maddeleri N, P, K gibi makro besin elementleri ve Orta Anadolu topraklarında da büyük eksikliği hissedilen mikro besin elementleridir. Orta Anadolu Bölgesinde mısır tarımı yapan çiftçiler daha fazla gübre ile daha çok ürün alınacağı düşüncesi ile hareket ederek bilinçsiz bir şekilde
gübre kullanmaktadırlar. Bu durum hem toprak yapısını olumsuz etkilemekte hem de çiftçiye maddi açıdan yük getirmektedir.
1.1. Sıvı Ahır Gübresi
Ahır gübresi sıvı ve katı olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Bio – gübre olarak da adlandırılan sıvı ahır gübresi, hayvan atıklarının oksijensiz olarak parçalanması sonucu oluşan ve ahır gübresinin bir seperatör aracılığı ile katı ve sıvı kısımlarının birbirinden ayrıştırılması sonucu elde edilen gübredir. 1.1 – 1.6 g/cm3 yoğunluğa sahip ve bünyesinde 4.7 N kg/m3, 2.4 P kg/m3 ve 5.9 K kg/m3 içeren sıvı ahır gübresi, ahır gübresinin tarımsal açıdan en değerli kısmını teşkil eden, uygulandığında toprağa ve bitkiye olumlu katkılar sağlayan mükemmel bir gübredir (Mikled ve ark., 2002).
1.2. Sıvı Ahır Gübresi Uygulama Sistemleri
Sıvı ahır gübresi uygulama sistemlerini iki alt başlık altında inceleyebiliriz.
A- Yüzeysel dağılım yapan makineler;
1. Çarpma plakalı dağıtıcılar: Çarpma plakalı dağıtıcılar sade yapıda bir
dağıtıcı tipidir. Basit ve ucuz oluşundan dolayı fazla miktarda kullanım alanı bulmaktadır. Tank arkasına monte edilmiş bir plaka üzerine basınçlı sıvı çarptırılarak sıvının çarpma etkisiyle dağılması sağlanmaktadır. Çarpma sonunda gübrenin dağılım genişliği 6 – 13 m arasında değişmektedir. İlerleme hızının sabit olması dağılıma olumlu yönde etki eder (Bal, 1987).
2. Gübreyi sulama suyuna karıştıran sistemler: Sıvı ahır gübresinin
dağıtılmasında uygulanan diğer bir yöntem ise gübrenin sulama suyuna karıştırılarak suyla birlikte toprağa verilmesidir. Sıvı ahır gübresi venturili bir karıştırıcı ile homojen olarak sulama suyuna karıştırılır. Gübre sulama suyu ile birlikte bitkiye verilmektedir. Bu sistemlerde bütün yüzey dağıtıcılarında olduğu gibi yüksek oranda amonyak azotu kaybı ortaya çıkmaktadır (Risse ve Sheffield, 2003).
3. Gübreyi banda uygulayan dağıtıcılar: Bir pompa vasıtasıyla basınç
kazandırılan sıvı ahır gübresi, gübre tankı arkasına monte edilmiş bumlarla bitkiler arasına verilir. Çarpma plakalılara nazaran daha belirgin bir enine dağılım sağlarlar.
Ayrıca sıvı gübrenin havada kalma süresinin kısalmasından dolayı dağıtım sırasındaki kötü kokuların ve amonyak azotu kaybının azalmasına sebep olur. Dağıtım sırasında gübrenin bitkiyle temas edip bitkinin kirlenmesine neden olmaması çapa bitkilerinde başarıyla kullanılmasına imkan vermektedir. Ancak dağıtım borularındaki tıkanmalar nedeniyle gübrenin düzenli dağılım tekdüzeliği bozulabilmektedir. Bu tür dağıtıcıların dağıtma başarısı, süzülmüş sıvı ahır gübresi ile mümkündür (Kishimoto ve ark., 2004)
4. Taşıma ayaklı dağıtıcılar: Bant dağıtıcılarla benzer yapısal özellikleri
gösterirler. Ancak bant dağıtıcılardan farklı olarak her bir kolun altına yerleştirilmiş birer adet ayak bulunmaktadır. Bu ayaklar toprak yüzeyini karıştırarak gübrenin bitki köklerine daha çabuk ulaşmasını ve bitki tarafından daha kolay alınmasını sağlamaktadır. Kötü koku etkisi ve amonyak azotu kaybı bakımından kıyaslandığında bant dağıtıcılardan daha başarılıdırlar (Risse ve Sheffield, 2003).
B- Gübreyi toprak altına uygulayan makineler;
1. Sığ enjeksiyonlu dağıtıcılar: Bu dağıtıcılarda gübre toprak yüzeyinin altına
enjekte edilir. Enjeksiyon derinliği 50 – 100 mm kadardır. Farklı ayak tipleri (diskli, çapa, balta tip vs.) mevcuttur. Dağılım düzgünlüğü, amonyak azotu kaybı ve kötü koku etkisi bakımından daha iyi durumdadırlar (Cahdwick ve Laws, 2002).
2. Derin enjeksiyonlu dağıtıcılar: Bu dağıtıcılarda da sığ enjeksiyonlu
dağıtıcıda olduğu gibi gübre toprak altına enjekte edilir. Ancak enjeksiyon derinliği 125 mm'nin üzerindedir (Chen, 2001). Farklı ayak tipleri (diskli, çapa tip balta tip vs.) mevcuttur. Dağılım düzgünlüğü, amonyak azotu kaybı ve kötü koku etkisi bakımından daha iyi durumdadırlar (Risse ve Sheffield, 2003). Bahsedilen avantajlarının yanı sıra enjeksiyon derinliğine bağlı çeki kuvveti isteğindeki artış sistemin dezavantajlarındandır. Buna rağmen derin enjeksiyonlu dağıtıcılar düşük seviyedeki azot kayıplarından dolayı tercih edilmektedir.
Bu çalışmada ülkemizde ilk defa sıvı ahır gübresinin farklı yöntemlerle toprağa verilmesi ile bitki verimine olan etkileri araştırılmıştır. Ortaya çıkacak amonyak azotu kaybını minimize edecek uygulama şekli, sıvı gübrenin uygulama tekniğine bağlı olarak mısır verimine etkileri, enjeksiyon ayak tiplerine ve çalışma derinliklerine bağlı çeki kuvveti ve yakıt tüketimi değerleri belirlenerek, günümüzde bitkisel üretimde yoğun olarak kullanılan kimyasal gübrelerin yerine ikame edilebilme imkânları da ortaya konulmuştur. Ayrıca çalışmanın son yıllarda gündeme gelen sürdürülebilir tarım
uygulamalarına da önemli bir ivme kazandıracağı düşünülmektedir. Bu çalışma ile ahır gübresi toprağa sıvı formda uygulanarak, bitki besleme açısından daha elverişli bir ortam sağlanması hedeflenmiştir. Ülkemizde yaygın olarak kullanılmayan bir gübreleme şekli olan bu uygulamanın tanıtılması ve geniş alanlarda kullanılması için sıvı ahır gübresi dağıtma makinelerinin tasarımı, imalat ve kullanımının geliştirilmesi gerekmektedir.
2. KAYNAK ARAŞTIRMASI 2.1. Makine ile İlgili Çalışmalar
Sıvı ahır gübresinin atılmasında esas amaç, atılacak belirli bir miktar gübreyi tüm alana düzgün dağıtmaktır. Bunun yanı sıra dağıtım sırasında koku etkisi, hastalıkların yayılması, yüzey akışı, yıkanma ve gaz formunda amonyak azotu kaybı, yem ve yiyeceklerin kirlenmesi, bitkiye zarar verme ve toprak sıkışması, gibi hususlardan kaçınılmalıdır (Krause, 1985).
Sıvı ahır gübresinin yüzey uygulaması en yaygın olarak kullanılan metoddur. Ancak yüzey uygulaması sonucu ortaya çıkan yüksek orandaki besin maddesi ve amonyak kaybı, önemli derecelerdeki koku emisyonu, yüzey kirliliği gibi problemler gübrenin toprağa enjekte edilmesi zorunluluğunu ortaya çıkarmaktadır (Chen ve Heppner, 2002). Besin maddelerinin bitkiye ulaştırılması ve bitki gelişimi açısından düşünüldüğünde gübreyi toprağa enjekte eden ekipmanlar (Disk tipi, çizel tipi ve geniş tip ayaklar) yüzey uygulamalarına nazaran daha iyi sonuçlar vermektedir (Godwin ve ark., 1976).
Sıvı ahır gübresinin enjeksiyonu doğru makine ve ayak tipinin seçimini gerektirir. Makinenin toprakta oluşturduğu profil son derece önemlidir (Rahman ve ark., 2005). Gübreyi toprağa enjekte etmede kullanılan, kazayağı, disk, bıçak, çizel gibi pek çok ayak tipi geliştirilmiştir. Bu ayak tipleri genel olarak kanatlı (kazayağı ve lister) ve kanatsız (disk, bıçak ve çizel) olmak üzere iki ana gurupta sınıflandırılır. Kanatlı ayaklar toprakta daha geniş çizi açarken, kanatsız ayaklar daha dar çizi açarlar (Rahman ve ark., 2004; Warner ve Godwin, 1988). Yüksek normlarda gübre uygulamasına olanak sağlaması ve daha iyi toprak – gübre karışımı sağlamalarından dolayı kanatlı ayak tipleri kanatsızlara kıyasla daha yaygın kullanılırlar (Chen ve Tessier, 2001). Uygulamada kullanılan değişik ayak tiplerinin toprakta bıraktıkları profil (Çizelge 2.1), gübrenin bitki köklerine ulaştırılması açısından büyük önem arz etmektedir (Koelsch, 1995).
Çizelge 2.1. Farklı enjeksiyon teknikleri ve toprakta oluşan gübre kesitleri
Gübreleme etkinliğine bağlı bitki besin maddesi alımını iyileştirmek, buharlaşarak havaya karışan amonyak azotu kaybını azaltmak, gübre uygulamasının sebep olduğu kötü çevresel faktörleri azaltmak ve sıvı ahır gübresi dağıtma makinesinin dağılım düzgünlüğünü iyileştirmek için teknikler geliştirilmiştir. Bu tekniklerden gübrenin toprağa enjeksiyonu ve taşıma ayaklı uygulayıcıların her ikisinin de, geleneksel gübre uygulaması olan çarpma plakalı yüzey uygulayıcıları ile kıyaslandığında, tarla koşullarında amonyak kaybını azaltabileceği ve daha homojen bir dağılım yapabilecekleri görülmektedir (Sommer ve ark., 2001).
Moseley ve ark. (1998), geniş tip ayakların, gübrenin toprağa karıştırılmasında daha başarılı olduğunu bildirmişlerdir. Gübrenin toprağa uygun karıştırılmasıyla nitrat formunda meydana gelen amonyak azotu kaybını da minimuma indirilebilecek ve gübrenin aerobik stabilizasyonuna yardımcı olabilecektir (Jokela ve Cote, 1994).
Geniş tipteki ayakların toprakta daha geniş çizi açabildiği için toprağa daha yüksek dozlarda gübre enjeksiyonuna olanak sağlamaktadır. Böylece yüksek dozlarda ki gübre enjeksiyonu sonucu gübrenin yüzey şartlarına maruz kalması engellenmiş olmaktadır (Chen ve Tessier, 2001). Ancak, özellikle killi topraklarda ve büyük enjeksiyon derinliklerinde geniş tipteki ayaklarda daha yüksek çeki kuvveti gereksinimi ortaya çıkmaktadır (Rahman ve Chen, 2001). Dar tipli ayakların (disk, çizel v.b.) çeki kuvveti gereksinimi düşüktür. Ancak, toprakta açtıkları çiziler de küçük olduğu için
düşük gübreleme normları için uygun olmaktadırlar (Chen ve ark., 2001). Dar tipteki ayaklar geniş tiplerle kıyaslandığında aynı orandaki gübreyi enjekte edebilmek için daha büyük enjeksiyon derinliklerinde çalışmak zorundadırlar (Chen ve ark., 2002; Warner ve Godwin, 1988).
Geniş tipteki ayakların bilinen avantajları ve dezavantajları yanı sıra sözü edilmeyen en büyük dezavantajlarından birisi de; bu tip ayaklar derinliğe bağlı olarak artan büyük deformasyon alanları oluşturdukları için hiç şüphesiz bitki köklerine zarar vermektedir. Bitki köklerine verilen zarar ise ürün kaybı olarak karşımıza çıkmaktadır (Huijsmans ve ark., 1998; McLaughlin ve ark., 2006).
Derin olmayan enjeksiyon sadece çeki kuvvetini ve toprak deformasyonu azaltmakla kalmayıp, azotun yıkanarak yer altı suyuna da karışma riskini minimuma indirir (Huijsman ve ark., 1998; Chen, 1999). Ayrıca derin olmayan enjeksiyon gübrenin aerobik stabilizasyonu artıracaktır (Jokela ve Cote, 1994). Yapılan araştırmalar incelendiğinde enjeksiyon derinliğinin olabildiğince az olması istenilen bir durumdur ancak; enjeksiyon derinliği en az toprağa enjekte edilen gübrenin üzerinin toprakla kapatılabileceği kadar olmalıdır (Chen ve ark., 1999).
Chen (2001) tarafından yapılan çalışmaya göre, birçok toprak şartları dikkate alındığında optimum enjeksiyon derinliği 12.5 cm (5”) civarında olması gerektiği bildirilmiştir.
Değişik ayak tipleri ve çalışma derinlikleri dikkate alındığında, çalışma derinliği ile çeki kuvveti gereksinimi arasında bir determinasyon bulunmaktadır. Determinasyon değerleri dikkate alındığında optimum çalışma derinliğinin 8-10 cm arasında değişim göstermektedir (Bosma ve ark., 1977; Warner ve Godwin, 1988; Huijsmans ve ark., 1998).
Yapılan bir çok araştırmada çapa bitkilerinde sıvı ahır gübresi uygulamasına rastlanmaktadır. Bu tür bitkilerde uygulama genelde enjeksiyon şeklinde yapılmakta ve enjeksiyon uygulamalarında kullanılan uygulayıcı ayaklar 60 mm – 470 mm genişliğinde olabilmektedir (Campbell, 1998).
Balsari ve ark. (2002), mısırın organik gübrelemesinde gelişmiş sıvı ahır gübresi dağıtıcılar, isimli çalışmalarında; ürün çıkmadan önce ve ürün çıkışından sonra gübreleme uygulaması yapmışlardır. Gelişmiş sıvı ahır gübresi dağıtıcıları olarak, sıvı ahır gübresi toprağa enjekte eden sıvı ahır gübresi enjeksiyonları ve bant uygulayıcılarını seçmişlerdir. Gelişmiş sıvı ahır gübresi dağıtıcıları hem ilk uygulamada hem ürünün çıkışından sonraki yapılan uygulamalarda, gübre normunun iyi bir
kontrolünü sağladığını belirtmişlerdir. Makine, ürüne organik gübre olarak sıvı ahır gübresi uygulamasında müsaade edilen sürdürülebilir tarım için çok önemlidir.
2.2. Verim ile İlgili Çalışmalar
Christos ve ark. (2008), ürün veriminin, genellikle ahır gübresi uygulamasına bağlı olarak, besin maddesi alınabilirliğinin artması ve toprak yapısındaki iyileşmeden dolayı artış gösterdiğini belirtmektedir.
Sıvı ahır gübresinin dağıtılması esnasında kimyasal, fiziksel ve hijyen bakımından özelliklerinin bilinmesi önem arz etmektedir. Gübre kimyasal özelliği bakımından bünyesinde yüksek oranda Azot (N), Fosfor (P) ve Potasyum (K) gibi makro besin elementleri ve Mangan (Mn), Çinko (Zn) ve Bakır (Cu) gibi mikro besin elementleri ihtiva eder. İçerik incelendiğinde 1 ton sıvı ahır gübresinde 3.9 kg toplam-N, 1.8 kg amonyum azotu (NH4-N), 0.75 kg P ve 4.0 kg K içermektedir (Steineck ve
ark., 2000).
ABD şartlarında bir kış boyunca 100 sığırdan elde edilen sıvı ahır gübresinin gübre olarak değeri 2000 $ dır. Buna rağmen kontrolsüz kullanıldığında yüzey suyu ve hava kirliliğine neden olması ve besin elementlerinin daha geniş çevreye yayılmasına yol açması büyük bir problem oluşturmaktadır (Chadwick ve Laws, 2002).
Azot, bütün bitkilerde daha yüksek verim alabilmek için en önemli faktördür. Bitki gelişimi sırasında düzgün yapılmış azot takviyesi (gübreleme) elde edilen ürün verimini ciddi boyutlarda değiştirebilecektir. Gübreleme organik veya inorganik gübrelerle yapılabilir. Sıvı ahır gübresi organik gübre olarak kullanılabilecek en iyi gübrelerden birisidir ve kimyasal gübreler yerine rahatlıkla kullanılabilir (Christos ve ark., 2008).
Sıvı ahır gübresi, katı ahır gübresi, kompost ve yeşil gübre gibi alternatif gübreler bitki besin maddesi olarak kullanılabilmekte ve aynı zamanda azotun bitkiler tarafından kullanım etkinliğini artırmaktadır (Eghball, 2002; Fageria ve Baligar, 2005). Ürün verimi, besin elementi alımını artırması ve toprak yapısını iyileştirmesinden dolayı ahır gübresi kullanarak artırılabilir (Chang ve ark., 1993; Matsi ve ark., 2003). Ahır gübresi kullanımı toprakta hem inorganik azot miktarını hem de bitkiler için alınabilir azot mineralizasyonunu da artırmaktadır (Chang ve ark., 1993).
Eghball ve Power (1999) sıvı ahır gübresinin mısır bitkisinde kimyasal gübrelere benzer şekilde verim artışı sağladığını ifade etmişlerdir.
Pek çok araştırmacı, sıvı ahır gübresinin toprağa enjekte edilmesinin yüzey uygulamalarına göre verim üzerinde daha pozitif etkiye sahip olduğunu bildirmektedir (Warner ve ark., 1991; Bittman ve ark., 2004).
Mattila ve ark. (2003) gübrenin enjeksiyon şeklinde uygulanmasının diğer uygulamalara göre bitkinin azot alımını iyileştirdiğini belirmişler ve buna bağlı olarak bitki yeşil aksamında kuru madde oranının artış gösterdiğini ve tane verimini artırdığını ifade etmişlerdir.
Sıvı ahır gübresinin kimyasal gübreler yerine kullanılması sonucu daha yüksek ürün verimi elde edildiği belirtilmektedir (Chen ve Samson, 2002; Chen ve Heppner, 2002).
Özellikle gübrenin toprak altına enjekte edilmesi ürün veriminin daha fazla artmasını sağlayacaktır (Hultgreen and Stock, 1999).
Gomez ve Gonzalez (1979)’e göre sebzelere uygulanan ticari üre gübresi, taze sıvı ahır gübresi ve fermente sıvı ahır gübresi gübreleri arasında istatistiki olarak fark olmadığı ve artan azot dozlarına bağlı olarak ürün veriminde de bir artış görüldüğü ifade edilmektedir.
Mikled ve ark. 2002, sebze üretimi için sıvı ahır gübresinin yalnız başına ve kimyasal gübrelerle karıştırılarak kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Aynı araştırmacıların mısır bitkisiyle yaptıkları denemeler sonucu, farklı normlarda sıvı ahır gübresi uygulaması ile kimyasal gübrelere kıyasla ürün ve besin değerleri üzerinde bir yükselme etkisi görmüşlerdir.
Sutton ve ark. (2009) katı ve sıvı ahır gübresinin mısır verimi üzerine etkisini araştırdıkları bir çalışmada; katı ve sıvı ahır gübresiyle gübrelenmiş parsellerden mineral gübreyle gübrelenmiş parsellere göre daha yüksek verim elde edildiğini ve toprak yapısında da giderek artan bir iyileşmenin olduğunu bildirmişlerdir.
Serin ve Sade (1993), farklı azot ve potasyum dozlarının mısır da tane verimi, morfolojik özellikleri ve ham protein oranı üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmada; 5 farklı azot dozu (0, 5, 10, 15 ve 20 kg N/da) ve 4 farklı potasyum dozu (0, 4, 8 ve 12 kg/da K2O) uygulamışlardır. Araştırmada en yüksek tane
verimi 674 kg/da olmak üzere 20 kg/da N + 8 kg/da K2O uygulanan deneme parsellerinde elde edilmiştir.
Soylu ve Sade (1995), tarafından melez atdişi mısırda farklı ekim zamanlarının ve azot dozlarının verim, verim unsurları ve kalite üzerine etkilerini belirlemek amacıyla, Konya Bahri Dağdaş Milletlerarası Kışlık Hububat Araştırma Merkezi
deneme tarlalarında yürütülen bir çalışmada; ana parsellere ekim zamanları (7 Nisan, 20 Nisan, 10 Mayıs ve 30 Mayıs) alt parsellere azot dozları (0, 5, 10, 15 ve 20 kg N/da) uygulanmıştır. Araştırmada maksimum tane verimi 829 kg/da olmak üzere 20 Nisan tarihinde ekim yapılan parsellerden elde edilmiştir. Aynı araştırmada dekara 15 kg N/da azot uygulanan parsellerden ortalama 813 kg/da olmak üzere en yüksek tane verimi elde edilmiştir. Bu araştırmada koçan uzunluğu, koçanda tane sayısı ve ağırlığı ekim zamanının 10 Mayıs tarihine kadar geciktirilmesi ve azot dozlarının arttırılmasıyla artmış, 10 Mayıstan sonra yapılan ekimde ise bu değerlerin azaldığı tespit edilmiştir.
Sade (1987), Çumra ilçesi sulu şartlarda 13 melez mısır çeşidinin önemli zirai karakterlerini belirlemek amacıyla yürüttüğü bir araştırmada tane verimleri 1123 kg/da (Virtüs) – 1427 kg/da (Ventur), bitki boyları 288 cm (Ventur) – 228 cm (Zingara), 100 bitkideki koçan sayıları 103 adet (Virtüs) – 112 adet (Ventur), bitkide yaprak sayıları 13.85 adet (TTM-813) – 15.6 adet (Vesuıo), koçanda tane sayıları 540.5 adet (Tüm 82.2) – 761.0 adet (Silco), bin tane ağırlıkları 288.5 g (Rando) – 357.9 g (Tüm 82.2), koçan çapları 4.71 cm (Tüm 82.2) – 5.30 cm (Silco), koçan uzunlukları 17.29 cm (Zeta) – 20.88 cm (TTM-813), ham protein oranları ise % 8.2 (Rando) - % 11.4 (Ventur) arasında değişmiştir. 1985 –1986 yıllarında yapılan bu araştırmada 813”, “TTM-81.19” ve “Ventur” çeşitleri Çumra ekolojik şartlarında yetiştirilebilecek mısır çeşitleri olarak tavsiye edilmiştir.
2.3. Amonyak Kaybı ile İlgili Çalışmalar
Bitki yetiştirmede azot en önemli besin elementlerinden biridir (Jansson ve Persson, 1982). NH4-N bitkiler tarafından kolaylıkla alınabilmesine karşın, toplam
azotun hareketsiz kısmı bitkiler tarafından kullanılmadan önce NH4+-N veya NH3-N
(toplam amonyak azotu) olarak mineralize edilmelidir. Toplam amonyak azotu uygun olmayan koşullar altında buharlaşarak havaya karışabilmektedir. pH, sıvı ahır gübresinde amonyak azotunun buharlaşması sürecinde NH4+ ve NH3 çözülmesi
arasındaki dengenin sağlanmasında önemli rol oynamaktadır. Artan pH seviyesine bağlı olarak NH3 oranı artar ve böylece buharlaşarak havaya karışacak gübre miktarı artış
gösterecektir (Sommer ve ark., 2003).
Sıvı ahır gübresinin toprağa hangi uygulama şekli ile verileceğinin kararlaştırılmasında toprağın fiziksel özelliklerinin bilinmesi büyük önem arz etmektedir. Ayrıca sıvı ahır gübresinin dağılımını etkileyecek kuru madde içeriği,
akışkanlığı gibi özelliklerinin bilinmesi de dağılım düzgünlüğü açısından önemlidir. (Malgeryd, 1994; Malgeryd ve Wetterberg, 1996).
Sıvı ahır gübresinin azot etkinliği uygulamadan sonra amonyak azotunun buharlaşarak havaya karışmasından dolayı değişkenlik gösterir. Bununla birlikte düzgün olmayan gübre dağılımı da gübrenin azot etkinliğinin azalmasına yol açacaktır (Sommer ve ark., 2003).
Sommer ve Hutchings (2001) amonyak azotunun buharlaşarak havaya karışmasını direk olarak etkileyen faktörleri; 1) Sıvı ahır gübresi içerisindeki NH3
konsantrasyonu, 2) Yüzeyden atmosfere transfer olan NH3 3) Yüzeyde açıkta kalan sıvı
gübre alanı 4) Gübrenin atmosfer şartlarına maruz kalma süresi olmak üzere dört guruba ayırmışlardır. Uygun bir gübre enjeksiyonu ile yüzeyde açıkta kalan sıvı gübre alanı ve gübrenin atmosfer şartlarına maruz kalma süresi minimuma indirilerek ve amonyak azotu kaybı azaltılabilir. Sıcaklık, gübrenin kuru madde içeriği, pH ve NH4+
konsantrasyonu da önemli faktörler arasındadır (Sommer ve ark., 1991; Bussink ve ark., 1994). NH3 formundaki azotun yüzeyden atmosfere transferi; rüzgar hızı, ortam
sıcaklığı, ortam nemi, tarlanın yüzey düzgünlüğü, tarladaki bitki türü gibi çevresel ve meteorolojik faktörlere de bağlıdır (Sommer ve Hutchings, 2001). Misselbrook ve ark. (2002a) yaptıkları tarla denemeleri sonucunda amonyak emisyonunu etkileyen en önemli faktörlerin, rüzgar hızı ve sıvı gübre kuru madde içeriği olduğunu belirlemişlerdir. Buna ek olarak uygulamadan hemen sonra yağan yağmurun da amonyak emisyonunu yaklaşık %50 oranında azaldığını bildirmişlerdir.
Huijsmans ve ark. (2001) buharlaşarak havaya karışan azot miktarının, gübrenin toplam amonyum azotu içeriği, gübre normu, rüzgar hızı, hava sıcaklığı gibi etkenlerin artmasıyla artış gösterdiğini tespit etmişlerdir.
Sommer ve Jacobsen (1999) toprak nem içeriğinin NH4+ infiltrasyonu ve
amonyak buharlaşması (kaybı) üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Deneme laboratuar şartlarında ve kaba kumlu-killi toprakta yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara bakıldığında, düşük toprak neminin sıvı gübrenin infiltrasyonunu artırdığını ve NH4+ toprağa daha
çabuk geçmesi sonucu da amonyak emisyonunu azalttığı görülmektedir.
Sıvı ahır gübresi uygulamasında meydana gelebilecek toplam NH3 buharlaşması
aşağıda verilen Michaelis-Mententype eşitliğiyle tahmin edilebilir.
Burada; N(t): toplam NH3 buharlaşması (kaybı), Nmax: maksimum NH3 kaybı
(ölçüm yapılan saatler içerisinde ölçülen maksimum değer), t: uygulamadan sonra geçen süre (h) ve Km: uygulamadan sonra N(t) = ½Nmax olduğu ana kadar geçen süre (h)
(Husted ve ark, 1991; Sommer ve Ersbøll, 1994; Huijsmans ve ark., 2001).
Amonyak azotu kaybı, uygulamadan sonraki ilk gün içerisinde maksimum düzeyde olmaktadır (Smith ve ark 2000). Uygulama şekline bağlı olarak en fazla amonyak azotu kaybı birinci saatte meydana gelmektedir (Huijsmans ve ark., 2001). Misselbrook ve ark. (2002b) de uygulamadan sonra meydana gelen toplam kaybın %50’den fazlasının ilk beş saat içerisinde meydana geldiğini ifade etmişlerdir.
Bir çok araştırmacı tarafından, toprağa enjekte edilen sıvı ahır gübresinin yüzey etkisine maruz kalmasının problem teşkil edeceği belirtilmiştir (Warner ve Godwin, 1988; Hultgreen ve Stock, 1999; Chen ve ark., 2001). Amonyak kaybı ve koku emisyonu buharlaşarak havaya karışan gübreyle direk olarak ilişkilidir (Thompson ve ark., 1990; Chen ve Heppner, 2002; Rahman ve Chen, 2005).
Pain ve ark. (1991), uygun ayarlanmış bir enjeksiyon derinliğinin koku emisyonunu, yüzey uygulamalarıyla kıyaslandığında yaklaşık %80 oranında azaltabileceğini belirtmişlerdir. Ayrıca gübrenin toprak altına enjekte edilmesi ürünün kirlenmesi ve hastalık oluşturan ekenlere maruz kalmasını önleyecektir (Warner ve Godwin, 1988).
Rodhe ve Etana (2005), gübre enjeksiyon derinliğinin, sıvı ahır gübresi enjeksiyon sistemlerinin performansı üzerinde çok etkili olduğunu ifade etmektedir. Ayrıca uygun seçilmeyen enjeksiyon derinliğinin de ürün kaybına ve ürünün kalitesinin bozulmasına sebep olabileceğini bildirmişlerdir. Diğer yandan derin enjeksiyonun ise daha fazla enerji tüketimine ve daha fazla ürün kaybına sebep olduğunu belirtmektedir.
Smith ve ark. (2000), sıvı ahır gübresi uygulama teknikleriyle amonyak kaybının azaltılması isimli çalışmalarında, çarpma plakası, bant dağıtıcı, gömücü ayaklı dağıtıcı ve sıvı ahır gübresi toprağa enjekte eden enjeksiyonlu dağıtıcı olmak üzere dört farklı dağıtıcı tipi kullanmışlardır. 2 yıl süreyle toplam 16 uygulama yapmışlar ve uygulama tekniklerini sürekli modifiye ederek NH3 kaybını azaltma yoluna gitmişler ve bu azalış,
çarpma plakasında % 17, bant dağıtıcıda %23, gömücü ayaklı dağıtıcıda %25 ve sıvı ahır gübresi toprağa enjekte eden enjeksiyonlu dağıtıcıda %40 oranında olmuştur.
Koelsch (1995) tarafından yapılan bir araştırmaya göre sıvı ahır gübresinin uygulama şekline bağlı olarak ortaya çıkan amonyak azotu kaybının; yüzey
uygulamalarında %10-40, derin olmayan enjeksiyonda %1-5 ve derin enjeksiyonda ise %0-2 arasında değiştiği ifade edilmektedir.
Smith ve ark. (1995), yaptığı çalışmada, sıvı ahır gübresinin kış uygulamasında bahar uygulamasına göre daha fazla amonyak azotu kaybının görüldüğünü ve bunun sonucu olarak ta sıvı ahır gübresinin azot kullanın verimliliğinin azaldığını tespit etmişlerdir.
Nyord ve ark. (2008) yaptıkları bir araştırmada, sıvı ahır gübresinin yüzey uygulamasındaki amonyak kaybının %20-35 arasında değişim gösterdiğini, disk tipindeki bir ayakla 5-7 cm derinliğe yapılan bir enjeksiyonda ise bu değerin %2-3 dolaylarına kadar düşürülebildiğini ifade etmişlerdir.
Ozbek ve ark. (2010) yaptıkları çalışmada sıvı ahır gübresinin yüzey ve enjeksiyon şeklinde geniş tip ayakla (kazayağı) 10 cm derinliğe uygulanmasının amonyak azotu kaybı ve mısır verimi üzerine etkilerini araştırmışlardır. Yapılan çalışmada gübrenin yüzey uygulamasında ki amonyak azotu kaybı %48-68 arasında değişim gösterirken, toprak altına enjeksiyonunda bu oran %4-8 arasında değişim göstermiştir. Benzer şekilde gübrenin yüzey uygulamasında mısır verimi 829 kg/da iken, enjeksiyon uygulamasında ise 1382 kg/da olduğu belirlenmiştir.
Sıvı ahır gübresinin toprağa uygulanmasında, büyük çizi açıcı ayaklarda, büyük enjeksiyon derinliklerinde ve küçük ilerleme hızlarında toprak yüzeyindeki gübre kaybı az olmaktadır (Rahman ve ark., 2005).
Sıvı ahır gübresinin kuru madde oranının artması hem infiltrasyonu azaltması sebebiyle nitrat formundaki azotun yıkanarak kaybını, hem de yüksek vizkoziteye bağlı olarak buharlaşarak havaya karışan amonyak azotu kaybını azaltabilecektir (Sommer ve ark., 2003).
Şeker ve Gümüş (2010), alkali reaksiyonlu bir toprakta meydana gelen gaz şeklindeki amonyak azotu (NH3-N) kayıpları üzerine zeolitin etkisini incelemişlerdir.
Deneme laboratuar şartlarında cam şişelerde killi tın tekstüre sahip toprakta yürütülmüştür. Her bir şişeye farklı oranlarda zeolit (0,3-0,6-0,9-1,2 g) ve 4,8 g amonyum sülfat gübresi uygulanmıştır. Deneme sonunda zeolit uygulaması kontrole göre gaz şeklinde meydana gelen NH3-N kaybını ilk 8 günde %14, 23, 24 ve 35,
oranlarında; ikinci 8 günde %28, 49, 63 ve 75 oranlarında azaltmıştır.
Gübre içerisine uygulama sırasında karıştırılan azot tutucu kimyasal maddelerle azot kaybı azaltılabilmektedir. Gümüş ve Şeker (2010) tarla çalışması olarak yürüttükleri araştırmada, mısır tarımında taze ve kompost tavuk gübresi
uygulamasından meydana gelen amonyak formundaki azot kaybına zeolit kullanımının etkisini araştırmışlar. Çalışma sonucunda zeolit uygulamasının amonyak formunda oluşan azot kaybını azalttığını belirtmişlerdir.
2.4. Çeki Kuvveti ile İlgili Çalışmalar
Toprakta makinenin ilerlemesini sağlayabilmek için toprak ve ayak arasındaki sürtünme ve adezyon ile toprağın iç sürtünmesi ve kohezyonunun yenilmesi gerekmektedir. Ayağın yüzey pürüzlülüğü toprak ve ayak arasındaki sürtünme kuvvetini yüksek oranda etkilemektedir. Adezyon kuvveti, toprağın nem içeriği azaldıkça de azalmakta ve arttıkça da artmaktadır. Toprak özellikleri makinenin çeki kuvveti gereksinimini etkilemektedir. Örneğin killi toprakta çeki kuvveti kumlu toprağa göre iki kat daha fazladır (Schaaf ve ark., 1981).
Enjeksiyon derinliği, makine ilerleme hızı, ayağın kesme genişliği gibi faktörler çeki kuvveti gereksinimini etkilemektedir (McKyes, 1985; Rahman ve Chen, 2001; Chen ve Heppner, 2002).
Uygulayıcı ayağın tipi çeki kuvveti üzerinde etkilidir. Geniş tipteki ayaklar dar tipteki ayaklara nazaran daha yüksek oranda çeki kuvveti gereksinimi duyarlar. Benzer şekilde enjeksiyon derinliğinin artması ve makine ilerleme hızının artması çeki kuvveti gereksinimini artıracaktır (Rahman ve Chen, 2001; Chen, 2001; Chen, 2002). Sıvı ahır gübresinin enjeksiyonunda arzu edilen çalışma derinliğinin belirlenmesinde ise, derinliğin toprağa enjekte edilen maksimum gübrenin toprak yüzeyine çıkmamasını sağlayacak kadar olması istenilir (Warner & Godwin, 1988; Moseley ve ark., 1998).
Huijsmans ve ark. (1998) yaptıkları bir araştırmada, dar tipli ayakların (diskli ve çizel) 5 cm iş derinliğinde çeki kuvveti gereksiniminin 202-1358 N arasında değişim gösterdiğini tespit etmişlerdir.
McKyes ve ark. (1977) 300 mm genişliğindeki kazayağı tipinde bir ayağın değişik toprak şartları için 150 mm iş derinliğinde ve 8 km/h ilerleme hızındaki ihtiyaç duyduğu çeki kuvvetinin 2 – 6 kN arasında değişim gösterdiğini bildirmişlerdir. Laguë (1991) de benzer şekilde 305 mm genişliğindeki bir ayağın sert yapıdaki killi toprak şartları için 200 mm iş derinliğinde ve 3.2 km/h ilerleme hızında ihtiyaç duyduğu çeki kuvvetinin 5 – 6.2 kN arasında değişim gösterdiğini bildirmektedir. Yapılan çalışmalara bakıldığında kumlu-tınlı toprak şartlarında ve 150 mm iş derinliğinde 220 mm genişliğindeki bir ayağın çeki kuvveti gereksiniminin; 0.25 kN (Hansen ve ark., 2003),
1.4 kN (Rahman ve ark., 2001) ve aynı şartlarda 570 mm genişliğindeki bir ayağın ise 1.6 kN (Rahman ve Chen, 2001) dolaylarında olduğu görülmektedir.
Çizel tipindeki dar yapılı ayaklar geniş tiptekilere kıyasla daha yüksek çalışma derinliklerinde daha düşük çeki kuvveti gereksinimine ihtiyaç duyarlar (McLaughlin ve ark., 2006). Kumlu- tınlı toprak şartlarında, 160 mm iş derinliği ve 8 km/h ilerleme hızın için, 60 mm genişliğinde bir dar uçlu ayak ayağın çeki kuvveti gereksinimi 3.3 kN iken 470 mm genişliğindeki bir kazayağının ise 6.7 kN’dur (McLaughlin and Campbell, 2004). Çizel tipindeki ayaklar geniş tip ayaklara kıyasla toprakta daha dar çizi açtıkları için yüksek gübre normları için uygun olmayabilir. Yüksek dozda gübre uygulayabilmek için aynı sırada bir ayak yerine birden fazla ayak kullanmak gerekmektedir (McLaughlin ve ark., 2006).
Chen (2002) tarafından geliştirilen ve düşük çeki kuvveti gereksinimi olan enjektör (low-draft injector) ismi verilen uygulayıcı; çizel ve 200 mm genişliğindeki geniş tip ayağın kombinasyonundan oluşturulmuş olup, toprağa gübreyi daha iyi karıştırdığı ve yüksek gübre normlarına olanak sağladığı bildirilmiştir. Yapılan çalışmada bu ayak tipinin killi topak şartlarında, 112 mm iş derinliğinde ve 5 km/h ilerleme hızındaki çeki kuvveti gereksiniminin 4.7 kN olduğu ifade edilmektedir.
McLaughlin ve ark. (2006) araştırmalarında tek diskli, kazayağı ve çizel-geniş tip kombinasyonu olmak üzere üç farklı ayak tipine sahip sıvı ahır gübresi dağıtma makinesi kullanmışlardır. Makine 100 mm çalışma derinliği ve 5 km/h ilerleme hızında her bir ayak için çeki kuvveti gereksiniminin sırasıyla 2.11 – 2.91 kN, 1.73 – 2.05 kN ve 1.53 – 1.55 kN olduğunu ifade etmişlerdir.
Akıncı ve Sabancı (1991), traktörlerde farklı çalışma koşullarında çeki gücü, çeki kuvveti, ilerleme hızı, patinaj, çeki etkinliği (çeki gücü/aks gücü), dinamik oran (çeki kuvveti/dinamik arka aks yükü) arasındaki ilişkileri araştırdıkları bir çalışmada, çeki gücünün ilerleme hızına bağlı olarak artış gösterdiği belirli bir düzeyden sonra azalmaya başladığını, çeki kuvvetinin ise ilerleme hızına bağlı olarak azaldığını ifade etmişlerdir. Ayrıca çeki etkinliğinin artan patinaj oranlarına bağlı olarak arttığı ve belirli düzeyden sonra ise (%5-7 patinaj) azaldığı, dinamik oranın ise artan patinajla birlikte artış gösterdiğini ve en büyük dinamik oranın %13-15 patinajda elde edildiğini belirtmişlerdir.
3. MATERYAL VE METOT 3.1. Materyal
3.1.1. Deneme arazisi
Deneme Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Sarıcalar Uygulama Çiftliği arazisinde yürütüldü (41º 82’ 27”.2 N ve 45º 60’15” E; deniz seviyesinden yükseklik 1026 m). Bölge iklimi kurak- yarı kurak olup, yıllık ortalama sıcaklık 11.4 ºC, yıllık ortalama toplam buharlaşma 1033 mm ve yıllık ortalama yağış 300 mm civarındadır.
3.1.2. İklim özellikleri
Denemenin yapıldığı 2007 ve 2008 yıllarına ait aylara göre iklim verileri dağılımı Çizelge 1’ de verilmiştir.
Çizelge 3.1. Deneme Alanına Ait Bazı İklimsel Veriler (DMİ, 2009)
YIL
AYLAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ORT.
2007
Ort. Sıcaklık( ºC ) 0.3 0.3 6.6 9.0 19.1 22.7 25.4 25.6 20.0 14.0 7.0 1.2 12.6 Ort. Nispi Nem(%) 77.6 82.8 64.6 54.7 43.7 40.1 29.1 34.6 35.3 55.4 77.7 86.0 56.8 Toplam Yağış(mm) 20.9 19.3 15.4 16.1 16.3 15.9 0.4 6.0 4.1 25.5 68.0 53.8 261.7*
2008
Ort. Sıcaklık(ºC ) -3.5 -2.7 9.8 14.1 15.7 22.0 24.6 26.0 20.2 12.7 8.2 0.5 12.3 Ort. Nispi Nem(%) 83.0 81.9 56.5 51.4 49.5 38.6 32.8 31.2 48.6 67.9 80.2 91.3 59.4 Toplam Yağış(mm) 16.5 21.2 38.1 20.5 23.4 7.5 5.5 0.0 52.0 20.6 22.8 59.3 287.4*
*; yıllık toplam yağış
Çizelgeden görüleceği üzere, 2007 yılında toplam 261.7 mm; 2008 yılında 287.4 mm yağış tespit edilmiştir. Bu dönem içerisinde en yüksek sıcaklık Temmuz-Ağustos döneminde gözlenirken, aynı dönemde en düşük yağışı almıştır. 2007 Haziran-Temmuz dönemi sıcaklık ortalaması 24.1 ºC; 2008 yılında aynı dönem sıcaklık ortalaması 24.2 ºC olmuştur. Bu aylarda tespit edilen en yüksek sıcaklık ortalamaları, mısırın büyüme ve gelişmesinin en hızlı olduğu döneme rastlaması sebebiyle büyük önem taşımaktadır. Ayrıca yağışın da azaldığı bu dönem de bitkilerin su ihtiyaçlarının en fazla olduğu döneme denk gelmektedir.
3.1.3. Araştırmada kullanılan bitki materyali
Denemelerde Bölgemizde daha önce denenmiş ve yüksek performans elde edilmiş atdişi mısır varyete grubuna giren ve Ülkemizde tescil edilmiş FAO 600 olum grubunda yer alan orta erkenci “BORA” hibrit mısır çeşidi materyal olarak (Zea mays L.
indentata S.) kullanılmıştır.
3.1.4. Denemede kullanılan materyaller
Bu çalışmada materyal olarak sıvı ahır gübresi ve gübreyi toprağa uygulamak için özel olarak imal edilen prototip bir sıvı ahır gübresi dağıtma makinesi kullanılmıştır. Çalışmalar sırasında Steyr 768 traktör kullanılmıştır.
Denemede kullanılan sıvı ahır gübresi Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü Hayvancılık işletmesinden temin edilmiştir. Ahırdan sıyırıcı ile sıyrılarak bir depoda biriktirilen katı – sıvı gübre karışımının karıştırılıp seperatörden geçirilmesi sonucu elde edilen, içeriğinde %0.3 - 1 arasında azot (N) ihtiva eden sıvı ahır gübresi kullanılmıştır (Çizelge 3.1).
Çizelge 3.1. Araştırmada kullanılan sıvı ahır gübresinin özellikleri
Özellik Sıvı kısım
Hacim ağırlığı (ton m-3) 1,024
Viskozitesi (kinematik) (mm2 s-1) 1,49 pH 6,98 EC (ms cm-1) 17,16 NH4-N (mg kg-1) 209,94 NO3-N (mg kg-1) 28,50 Toplam N (%) 0,85 C (%) 30,20 P (%) 0,10 K (%) 0,20 Ca (mg kg-1) 2183,16 Mg (mg kg-1) 1023,48 Fe (mg kg-1) 734,38 Zn (mg kg-1) 11,60 Mn (mg kg-1) 17,84 Mo (mg kg-1) 0,67 B (mg kg-1) 33,48 Cu (mg kg-1) 2,48
3.1.5. Araştırmada kullanılan sıvı ahır gübresi dağıtma makinesi ve teknik özellikleri
Araştırmada kullanılmak amacıyla prototip bir sıvı ahır gübresi dağıtma makinesi imalatı gerçekleştirilmiş olup, makine; çatı, üç nokta askı düzeni, gübre deposu, pompa, ayar mekanizmaları (norm ve basınç), çizi açıcı ayaklar ve çalışma derinliği ayar tekerleklerinden oluşmaktadır. Makine üzerinde gübreyi toprak altına enjekte edecek sistem ve yüzeysel dağılım yapmayı sağlayacak çarpma plakası bulunmaktadır. Makinenin genel görünüşü Şekil 3.1’de verilmiştir. Makine üç sıralı olup ayaklar çatı üzerinde bağımsız olarak kaydırılabilmekte ve böylece ayaklar arası uzaklıklar ayarlanabilmektedir. Araştırmada kullanılan ayak tipleri; kazayağı-I (A1),
kazayağı-II (A2), ve dar uçlu ayak (A3) şeklindedir (Şekil 3.2). Araştırmada kullanılan
ayak tiplerine ait bazı özellikler Çizelge 3.2’de verilmiştir.
Şekil 3.2. Araştırmada kullanılan ayak tipleri Çizelge 3.2. Araştırmada kullanılan ayak tiplerine ait bazı özellikler
Parametre A Ayak tipi
1 A2 A3
Kesme genişliği (bo) 255 mm 350 mm 50 mm
Keskin kenar açısı (2ɣ) 59º 69º 180º
Göğüs açısı (α) 19º 21º 50º
Toplam ayak boyu (H) 220 mm 256 mm 215 mm
3.1.6. Toprak özellikleri
Araştırmanın yürütüldüğü deneme alanının uygulamalar öncesi tespit edilen bazı toprak özelliklerine ait değerler Çizelge 3.3’de verilmiştir.
Çizelge 3.3. Deneme parsellerine ait uygulamalar öncesi tespit edilen bazı toprak özelliklerine ait değerler
Özellik 2007 2008 Toprak
Tekstür sınıfı Killi-tın Killi-tın
Hacim ağırlığı (g cm-3) 1.25 1.23
Penetrasyon direnci (MPa) (0-20 cm) 0.66 0.71
Kayma gerilmesi (N cm-2) 1.04 1.01
Organik madde (%) 1.51 1.68
Kireç (%) 9.42 9.61
EC (µS cm-1) 213 198
Yüzey profil düzgünsüzlüğü (%) 6.42 6.28
3.1.7. Toprak hazırlığı ve ekimde kullanılan makinelere ait özellikler
Uygulamalar süresince toprak işleme, ekim ve bakım gibi işlerde kullanılan ekipmanlara ait bazı özellikler Çizelge 3.4’de verilmiştir.
Çizelge 3.4. Uygulamalarda kullanılan ekipmanlara ait bazı özellikler
Uygulamalarda kullanılan ekipmanlar İş genişliği (mm) Çalışma derinliği (mm) Çalışma hızı (km h-1)
Pulluk 900 250 5
Kültüvatör 2180 120 7
Merdane 2200 - 7
Sıvı ahır gübresi dağıtma makinesi 2100 100 4.5
Diskli tırmık 2100 100 6
Pnömatik hassas ekim makinesi 2800 50 7
Ara çapa 3010 50 4.5
3.1.8. Araştırmada kullanılan ölçü cihazları
Deneylerde gerekli ölçümlerin yapılabilmesi için aşağıda özellikleri belirtilen cihazlar kullanılmıştır.
Penetrometre: 0-80 cm derinlikte ölçüm yapabilen Eijkelkamp marka dijital
penetrometre toprak direncinin ölçülmesinde kullanılmıştır.
Yüzey Profilmetresi: Ekim sırasında ve gübre uygulaması sonrası toprak yüzey
Toprak örnekleme silindirleri: Bozulmamış toprak örneklerinin alınmasında
kullanılmıştır.
Kanatlı kesme aparatı: 120x100 mm ölçüsünde 4 kanatlı kesme aparatı
toprağın kayma gerilmesinin belirlenmesinde kullanılmıştır.
Devir sayısı ölçme cihazı: 0 – 10000 min-1 aralığında ölçüm yapabilen, Tecklock marka, mekanik devir sayısı ölçme cihazı çalışmalar sırasında traktör kuyruk mili devrinin belirlenmesinde kullanılmıştır.
Hassas terazi: 0.01 g hassasiyetinde ölçüm yapabilen 5200 g kapasiteli
Sartorius marka hassas terazi, sıvı gübre dağıtma makinesinin dağılım düzgünlüğünün belirlenmesinde ve hasat sırasında mısır verimi ile ilgili tartımlarda kullanılmıştır.
Terazi: 1 kg hassasiyetinde ölçüm yapabilen 2000 kg kapasiteli Taralsa marka
terazi, sıvı gübre dağıtma makinesinin farklı normlar elde edebilmek için gerekli debi ölçümünde kullanılmıştır.
Yakıt tüketimi ölçme cihazı: 1 ml hassasiyetle ölçüm yapabilen Aqua Metro
marka yakıt tüketimi ölçüm cihazı sıvı gübre dağıtma makinesinin farklı çalışma kombinasyonları için yakıt tüketiminin belirlenmesinde kullanılmıştır.
Çeki pimi: Makinenin çeki kuvveti gereksinimlerinin belirlenmesinde 30.000N
kapasiteli üç nokta askı kollarına bağlanabilen çeki pimleri kullanılmıştır. Çeki pimlerinde oluşan sinyaller veri işleyiciye aktarılmaktadır. Verilerin işlenmesinde MultiLog PRO marka taşınabilir, grafikli, bilgi toplamalı, analiz sistemli ve veri aralığı ayarlanabilen bir datalogger kullanılmıştır. Sıvı gübre uygulaması sırasında makinenin farklı çalışma kombinasyonları için çeki kuvvetinin belirlenmesinde kullanılmıştır.
3.2. Metot
Deneme iki yıllık olarak yapılmış ve tesadüf bloklar deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Deney materyali olan mısır bitkisinin ekimi için 4 sıralı pnömatik hassas ekim makinesi kullanılmıştır. Denemelerde sıvı gübre toprağa üç farklı ayak tipi (kazayağı-I, kazayağı-II ve dar uçlu ayak) kullanılmış ve denemeler üç farklı enjeksiyon derinliğinde (5cm, 12.5cm ve 20 cm) üç tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Ayrıca mukayese edilebilir sonuçlar elde etmek için, kontrol parseli (gübresiz) ve sadece mineral gübreyle gübrelenmiş parseller kurulmuştur. Mineral gübre parselinde azotlu gübre uygulaması sıvı ahır gübresiyle eş zamanlı olarak yapılmıştır.
3.2.1. Makineye ait bazı çalışma karakteristiklerin belirlenmesi
3.2.1.1. Sıvı ahır gübresi dağıtma makinesinin besleme debisinin belirlenmesi
Besleme debisi makinenin gübreleme normunu tayin etmektedir. Gübreleme normu ise, makinede dağıtıcı çıkış ağzından birim zamanda atılan gübre miktarı, efektif iş genişliği ve makineyi çalıştıran traktörün ilerleme hızı ile ilgili olup aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanmaktadır (Kanofojski, 1972).
BxV q Q s.10000 Eşitlikte; Q= Gübre normu (kg ha-1) qs= Besleme debisi (kg s-1)
B= Efektif iş genişliği (m) V= Makine ilerleme hızı (m s-1)
Sıvı ahır gübresi dağıtma makinesinin besleme debisi belirlenmesinde de traktör hareketsiz durumda iken sadece makineyi çalıştırmak suretiyle birim zamanda atılan sıvı miktarı bulunmuştur. Besleme debisini belirlerken, pompa devri sabit tutularak makine bir dakikalık sürelerle çalıştırılmış ve toplama kaplarında biriken sıvı miktarı tartılmıştır. Buna bağlı olarak basınç ve geri dönüş hattı üzerindeki vanaların açıklıkları değiştirilmek suretiyle birim zamanda atılan sıvı miktarı l s-1 ve kg s-1 belirlenmiştir.
3.2.1.2. Makineye ait dağılım düzgünlüğünün belirlenmesi
Sıvı gübre makinesine ait dağılım düzgünlüğünün belirlenmesinde, makine belirli sürelerde, değişik çalışma basınçlarında çalıştırılmıştır. Enine dağılım düzgünlüğünün belirlenmesinde makinenin her bir ayağı altına yerleştirilen toplama kutuları ile atılan sıvı miktarı belirlenerek ayaklar arası sapma (%CV) hesaplanmıştır. Boyuna dağılım düzgünlüğünün belirlenmesinde ise; makine belirlenen hızda ve gübre normunda çalıştırılmış ve hareket istikametinde dizilen kutular üzerinden geçirilmiştir.
Her bir kutuda toplanan materyal ayrı ayrı tartılmış ve boyuna dağılım düzgünlüğünün ifadesinde kullanılan varyasyon katsayısı hesaplanmıştır (Anonymous, 1997).
3.2.1.3. Makineye ait yakıt tüketimi, çeki kuvveti ve tork gereksiniminin belirlenmesi
Makinenin yakıt tüketimini belirlenmesinde 1 ml hassasiyetle ölçüm yapabilen Aqua Metro marka yakıt tüketimi ölçüm cihazı kullanılmıştır (Şekil 3.3). Farklı çalışma kombinasyonlarına ait yakıt tüketimleri, sabit motor devrinde ve 50 m şerit uzunluğu için belirlenmiştir. Daha sonra bu değerler saatlik yakıt tüketimine (l h-1) dönüştürülmüştür.
Şekil 3.3. Yakıt tüketimi ölçüm cihazı
Makinenin çeki kuvveti gereksiniminin belirlenmesinde 30.000 N kapasiteli üç nokta askı kollarına bağlanabilen çeki pimleri ve tork gereksiniminin belirlenmesinde ise 2000 Nm kapasiteli Digitech marka kuyruk mili torkmetresi kullanılmıştır. Çeki pimleri ve torkmetrede oluşan sinyaller veri işleyiciye aktarılmaktadır. Verilerin
işlenmesinde MultiLog PRO marka taşınabilir, grafikli, bilgi toplamalı, analiz sistemli ve veri aralığı ayarlanabilen bir datalogger kullanılmıştır (Şekil 3.4).
Şekil 3.4. Çeki pimleri, torkmetre ve datalogger
Farklı çalışma kombinasyonlarına ait çeki kuvveti gereksinimleri, sabit motor devrinde ve 50 m şerit uzunluğu için belirlenmiştir. Alınan veriler cihazın kalibrasyon denklemine göre kuvvet birimine dönüştürülmüştür.
Sıvı ahır gübresi makinesinde yer alan pompanın tork gereksinimini belirlemek amacıyla ön denemeler yapılmış ve alınan veriler cihazın kalibrasyon denklemine göre tork değerine dönüştürülmüştür.
Şekil 3.4. Çeki kuvveti ölçümü
3.2.2. Toprağa ait bazı özelliklerin belirlenmesi 3.2.2.1. Toprağın batma direncinin belirlenmesi
Toprağın batma direncini ölçmek için penetrometre kullanılmıştır (Şekil 3.5). Penetrometreyle düşey doğrultuda 80 cm derinliğe kadar her 1cm’deki toprak direnci MPa olarak ölçülmüştür. Ölçümlerde tepe açısı 30o ve koni taban alanı 1cm2 olan koni kullanılmıştır. Ölçümler 0–20 cm’lik derinlikten alınmıştır (Çarman, 1997).
Şekil 3.5. Penetrometre
3.2.2.2. Yüzey düzgünsüzlüğünün belirlenmesi
Çalışmalarda tarlanın toprak işleme öncesi ve sonrası yüzey düzgünsüzlüğünü belirlemek amacıyla çubuklu profilmetre kullanılmıştır (Şekil 3.6). Profilmetre, 1m uzunluğundaki profil üzerine 2.5 cm aralıklarla yerleştirilmiş çubuklardan oluşmaktadır. Çalışma yönüne dik yerleştirilen profilmetreyle 2.5 cm aralıklarla yüzey profili ölçülmüş ve aşağıdaki eşitlik yardımıyla tarla yüzey düzgünsüzlüğü hesaplanmıştır (Çarman, 1997). S Log R100 10 Eşitlikte; R: Tarlanın yüzey düzgünsüzlüğü (%) S: Ölçülen değerin standart sapmasıdır.
Şekil 3.6. Profilmetre
3.2.2.3. Toprağın kesilme direncinin belirlenmesi
Toprağın kesilme direncini belirlemek için çapı 10 cm ve yüksekliği 12 cm olan, kanatlı kesme aleti kullanılmıştır. Kanatlı kesme aletinin ucuna takılan tork kolu 0-80 Nm ölçüm aralığına sahiptir (Şekil 3.7).
Toprak işlendikten sonra ölçme aleti 0-20 cm'lik toprak profiline çakılarak, kanatlı kesicilerin bir silindir yüzeyi boyunca uyguladığı dönme momenti torkmetre kolu üzerindeki göstergeden analog olarak okunmuştur.
Buradan elde edilen maksimum dönme momenti aşağıdaki eşitlik yardımıyla kesilme direnci olarak elde edilmiştir (Okello, 1991).
= T / [πd2(h/2 + d/6)]
Eşitlikte;
: Toprağın kesilme direnci (N cm-2 )
T: Maksimum dönme momenti (Ncm) d: Kanatlı kesici aletin çapı (cm) h: Kanat yüksekliği (cm)
3.2.2.4. Tekstür tayini
Toprakların kum, silt ve kil miktarları Bouyoucos hidrometre metoduna göre yapılmıştır (Tüzüner, 1990).
3.2.2.5. Hacim ağırlığı
Toprak örneğinin hacim ağırlığı silindir yöntemi ile belirlenmiştir (Demiralay, 1993).
3.2.3. Toprak hazırlığı ve bitki ekimi
Mısır ekimi için parseller baharda pullukla sürülmüş ve ekim öncesinde kültivatör – merdane kombinasyonu ile ikileme yapılmıştır. Mısır ekimi Mayıs ayı başında 4 üniteli pnömatik hassas ekim makinesi ile 70 cm sıra arası, 20 cm sıra üzeri mesafede ve 5-6 cm ekim derinliğinde yapılmıştır. Ekim sırasında bitkinin Fosfor ihtiyacını karşılamak için parsellere 200 kg ha-1 normunda TSP gübresi verilmiştir.
3.2.4. Bitki örneklerinde yapılan analizler 3.2.4.1. Tane verimi
Elle hasadı yapılan mısır koçanları tanelendikten sonra tartılmış ve bulunan bu değer hesaplama yoluyla dekara verime çevrilmiştir. Tartımlardan sonra mısır tanelerinde nem tayini yapılmış ve bu ağırlıklar %15 neme göre düzenlenmiştir (Poehlman, 1987).
3.2.4.2. Bitki boyu
Her parselde yer alan bitkilerden tesadüfen seçilen 5 örnek bitkide, toprak yüzeyi ile tepe püskülünün ucuna kadar olan mesafe şerit metre ile cm cinsinden ölçülüp, elde edilen değerlerin ortalaması alınarak bulunmuştur (Sade, 1987).
3.2.4.3. Koçan çapı
Her parselden seçilmiş 5 adet koçanın yaklaşık olarak ortasına tekabül eden en geniş kısmı kumpasla ölçülerek cm cinsinden belirlenmiştir (Tosun, 1967).
3.2.4.4. Koçanda tane sayısı
Her parselden seçilmiş 5 adet koçanın her biri ayrı ayrı tanelenmiş ve elde edilen taneler sayılarak ortalaması alınmış ve adet olarak tespit edilmiştir (Sade, 1987).
3.2.4.5. Koçanda tane ağırlığı
Her parselden seçilmiş 5 adet koçanın tane sayıları tartılarak tane ağırlığı gram cinsinden bulunmuştur (Sade, 1987).
3.2.4.6. Tane/koçan oranı
Her parselden seçilmiş 5 adet bitkinin koçanlarının tane ağırlığı, aynı parseldeki koçan ağırlığına (tane + somak) bölünmek suretiyle yüzde olarak hesap edilmiştir (Uyanık, 1984).
3.2.4.7. Bin tane ağırlığı
Her deneme parsellerinden elde edilen tane ürününden rastgele 4 defa 100 tane sayılıp, tartılarak gram cinsinden hesaplanmıştır (Uluöz, 1965; Emekliler ve Geçit, 1986; Şehirali, 1989).
3.2.5. Verim parametrelerinin belirlenmesi
Mısırın ortalama çimlenme süresi, çimlenme oranı indeksi ve tarla filiz çıkışı değerlerini saptamak amacıyla her parselde 2 farklı çiziden 1 m uzunluğunda rastgele seçilen 3 şerit çimlenme periyodu süresince gözlenerek toprak yüzeyi üzerine çıkan filizler sayılmış ve aşağıdaki bağıntılar kullanılmıştır (Konak ve Çarman, 1996).
n n n N N N D N D N D N MED ... ... 2 1 2 2 1 1 MED ayıyı plamtohums çimlenento Birmetrede ERİ 100 x ısı amtohumsay ekilentopl Birmetrede ayıyı plamtohums çimlenento Birmetrede TFÇ
N: Her bir sayımda çimlenen tohum sayısı (adet) D: Ekimden sonra geçen gün sayısı (gün)
MED: ortalama çimlenme süresi (gün) ERİ: çimlenme oranı indeksi (adet/m.gün) TFÇ: tarla filiz çıkışı (%)
